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排放净化案例

Exhaust Purification Case

案例 | 某化肥厂沼气清洁能源发电机组尾气NOx治理项目

发布日期 2018-08-23 08:37:24  作者:  浏览次数:

一、项目简要介绍

本项目是由绿谷净化承建的某化肥厂7台套欧洲某知名品牌燃气内燃发动机沼气发电机组尾气治理氮氧化物NOx,经过处理的尾气需要满足省级大气污染物排放标准中对氮氧化物NOx的排放要求。

二、该清洁能源电厂燃气发电机组参数详情

1、项目名称:某化肥厂沼气发电机组尾气去NOx治理工程

2、项目类型:匹配欧洲某知名品牌燃气内燃发动机治理尾气NOx治理系统

3、柴油发电机组品牌:国内某知名发电机组研发制造商

4、数量:7台套

5、输出功率:1169kW

三、项目背景和排放标准

某省区域性大气污染物综合排放标准(DB37-2013) 


四、项目难点

4.1、硫化物影响:

沼气成分复杂,前端脱硫系统的稳定性直接影响SCR系统效率和使用寿命,进入SCR系统的尾气中硫化物超标会造成催化剂中毒失效;

4.2、硅氧烷影响:

沼气中含有硅氧烷成分在发动机气缸中燃烧时高温而附着在发动机活塞气门组建上对发动机造成重要损坏,同时,硅氧烷在温度下降时会附着在SCR系统催化剂上,从而导致系统NOx处理效率下降;

4.3、尾气排温高:

中温SCR催化剂兼顾了可靠性、处理效率和经济性,中温催化剂理想工作温度在260-400℃,实际工况往往沼气内燃发动机尾气排温都超过这个温度。理想的方式是经过合理的降温再进入SCR反应器,但这样会造成热损失致使后端余热锅炉或者溴化锂空调装置能源转化效率降低,在实际工作场景中往往得不到投资方支持。而采用高温催化剂价格昂贵,同时因为对硫化物等气体成分敏感而性能不稳定,使用寿命不能保障。到目前为止国内还没有高温分子筛催化剂使用寿命超过24000小时的应用案例,极少数国外厂商也不能保证高温催化剂的使用寿命,如此种种不确定性无疑给商业电站造成不仅投资高昂,而且后期综合运营成本也高昂并且不可控等;

4.4、综合经济性:

目前以沼气等为主要燃料的内燃发电站基本由企业出资承建,运行时需要一定的经济收益确保项目投入产出符合预期。而在实际的SCR系统选型招标采购时,由于这个产业刚刚兴起,全球范围内优质的供应商极少,注重品质的采购单位往往以进口燃气发动机性能优良为评价标准而顺延选择进口的SCR系统供应商。具体甄选时,需注意以下三个方面:

第一方面,国内领先的SCR系统供应商与国外相当。根据近两年的浸泡式深入研究后,需要特别提醒的是,在燃气内燃机脱硝领域国内与国外除开高温催化剂领域有差距之外,系统开发上几乎处于同等水平,主要技术来自于汽车SCR技术与火电厂脱硝技术的融合并基于燃气内燃发动机特性进行创新,已经取得了突破性成绩并做了很好的商业应用。目前国内领先的大功率内燃机SCR系统供应商如同互联网产业一样国内外难分伯仲;

第二方面是,国内外厂商在全程服务上有差异。SCR系统不同于燃气内燃发电机组,并非标准产品。每一个项目需要根据目标发动机排温、燃气成分、工作环境、治理目标、以及实际工作场景等等进行个性化定制方案,在这个总市场需求并不大的领域要求国外供应商提供及时快捷的售前服务目前还没有出现。极少数国外代理商只停留在卖产品的层面,不是不想提供服务,而是没有合适的人力资源和足够收益支撑。

第三方面,定制开发和运行成本上的差异。SCR系统的经济性由目标燃气气体成分和尾气温度、催化剂性能和价格、反应器封装结构和材料工艺、混合管设计制造合理性、控制喷射系统精确度、反应流场是否合理科学、前期项目方案定制开发和后期长远应急服务等等核心要素组成,国内外同时具备这些要素于一身的供应商少之又少。行业发展之初,劣币驱除良币。内燃机SCR系统属于新生事物,设计方、招标方、投资方、监理方、使用方等相关板块都缺乏专业选型考核标准,一部分投资方存在应付验收的验收后期搁置不用的侥幸心理,从而在实际采购过程中并不容易甄选到综合能力均衡的供应商。一个重要表现是,供应商抓住采购方既要达标又要低价的心理,低价中标并盲目承诺系统处理指标排放达标,而在项目实施过程中排放不达标无法验收,造成整个项目不能获得合法运行批文而损失巨大的心理胁迫采购单位加价的情形屡次出现。还有一种情况是,即使暂时排放达标,但是由于催化剂的使用寿命短和整套系统设计欠合理,控制系统不够精准,催化剂更换费用和尿素消耗量巨大,造成经济性大大下降,同时氨排放也超标,造成了新的污染。

本项目经测算,尿素消耗不超过0.006元/kWh。

五、绿谷净化解决方案

1、技术方案:SCR+ASC,整体设计原理布局如下:


本结构示意图为绿谷净化原创,版权所有

2、原理说明:

系统化学反应方程式示意图如下:


本结构示意图为绿谷净化原创,版权所有

3、尿素供给系统:


六、项目安装


七、系统控制原理示意图


本结构示意图为绿谷净化原创,版权所有

本系统根据目标发动机治理需求,在混合管前端通过前NOx传感器、温度传感器采集尾气参数及功率大小等一并传输给PLC系统控制尿素喷射量。在SCR反应器出口端通过NOx传感器、温度传感器、氨逃逸传感器(可选)等采集处理后的NOx含量,出口温度和NH3浓度 (通过可选传感器实现)。在电控系统液晶控制显示屏上会实时显示出对应数据,也可以远机位的方式在中央控制室实时监测,不需要单独采购烟气分析仪分析处理后烟气成分。本系统经过扩展,处理系统各种数据还可自动同步到云端,通过PC和移动客户端可实时监测实际排放指标。

(本链接所有文字及图片均为绿谷净化版权所有,转载请联系微信:wangyangziyi001)




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